Otázka dvojitého alebo trojitého zasklenia sa objavuje takmer v každom rozhovore o špecifikácii energeticky efektívnej budovy a odpoveď je menej jednoznačná, ako sa zdá. Trojité zasklenie má lepší tepelný výkon ako dvojité zasklenie – to je jednoducho pravda. Či však tento lepší výkon odôvodňuje jeho vyššiu cenu, vyššiu hmotnosť a mierne zníženú priepustnosť svetla, závisí od klímy, typu budovy, zaťaženia vykurovaním a chladením a cieľového štandardu energetickej hospodárnosti, ktorý sa sleduje. Správna voľba si vyžaduje pochopenie toho, čo čísla skutočne znamenajú a čo znamenajú pre konkrétny projekt.
Ako izolované sklo Jednotky pracujú
Dvojité aj trojité zasklenie sú izolované sklenené jednotky (IGU) – zostavy dvoch alebo viacerých sklenených tabúľ oddelených dištančnými tyčami a utesnených tak, aby vytvorili jednu alebo viac dutín naplnených vzduchom alebo plynom. Utesnená dutina podstatne znižuje prenos tepla v porovnaní s jednou tabuľou, pretože nehybný vzduch alebo plyn v dutine má veľmi nízku tepelnú vodivosť a keď je dutina dostatočne široká, potláča konvekčný prenos tepla medzi vnútornými a vonkajšími tabuľami.
Jednotka s dvojitým zasklením má jednu dutinu medzi dvoma sklenenými tabuľami. Jednotka s trojitým zasklením má dve dutiny a tri sklenené tabule. Dodatočná dutina v trojitom zasklení poskytuje druhú tepelnú bariéru, a preto je jeho tepelný výkon vynikajúci. Zlepšenie výkonu z dvojitého na trojnásobok je skutočné a merateľné, ale prináša klesajúce výnosy: prvá dutina poskytuje najväčšie zlepšenie výkonu v porovnaní s jednoduchým zasklením; druhá dutina poskytuje menšie prírastkové zlepšenie oproti dvojitému zaskleniu; hypotetický štvrtý panel by poskytoval ešte menší prírastkový prínos.
Kľúčová metrika výkonu: U-hodnota
Hodnota U (tiež písaná Ug pre hodnotu stredu skla alebo Uw pre celé okno vrátane rámu) meria prestup tepla cez zasklenie vo wattoch na meter štvorcový na kelvin teplotného rozdielu (W/m²·K). Nižšia hodnota U znamená lepšiu tepelnú izoláciu – menej tepla unikajúceho cez sklo na stupeň teplotného rozdielu medzi interiérom a exteriérom.
Ako referenčný bod má jedna číre sklenená tabuľa stredovú hodnotu U približne 5,8 W/m²·K. Typické rozsahy výkonu pre izolačné sklenené jednotky:
| Typ zasklenia | Typická stredová hodnota U (W/m²·K) | Konfigurácia |
|---|---|---|
| Jednoduché zasklenie | 5,6–5,8 | Jedna tabuľa, žiadna dutina |
| Štandardné dvojité zasklenie (naplnené vzduchom) | 2,7 – 3,0 | Dve tabule, dutina vyplnená vzduchom, bez Low-E povlaku |
| Dvojité zasklenie s Low-E argónom | 1,0 – 1,4 | Dve tabule, plnené argónom, s vrstvou Low-E |
| Trojité zasklenie (argón, jedno Low-E) | 0,7 – 1,0 | Tri tabule, dve argónové dutiny, jeden alebo dva povlaky Low-E |
| Prémiové trojité zasklenie (dve Low-E argón/kryptón) | 0,5 – 0,7 | Tri tabule, dutiny vyplnené kryptónom, dva povlaky Low-E |
Zlepšenie hodnoty U zo štandardného dvojitého zasklenia (2,8 W/m²·K) na dvojité zasklenie Low-E s argónom (1,2 W/m²·K) je podstatne väčšie ako ďalšie zlepšenie z dvojitého skla Low-E na trojsklo (0,8 W/m²·K). To je hlavný dôvod, prečo je správne špecifikovaná jednotka s dvojitým zasklením – s vrstvou Low-E a výplňou argónom – tou správnou špecifikáciou pre oveľa širší rozsah budov a klimatických podmienok ako holé dvojité zasklenie a prečo je prírastkový prípad pre trojité zasklenie najpôsobivejší v najchladnejších klimatických podmienkach a v budovách s najvyšším výkonom.
Akustický výkon
Tepelná izolácia a zvuková izolácia súvisia, ale nie sú identické, vlastnosti v IGU a vzťah medzi typom zasklenia a zvukovou izoláciou je menej priamočiary ako porovnanie tepelného výkonu.
Pre štandardné dvojité a trojité zasklenie s tabuľami rovnakej hrúbky pridáva tretie zasklenie pri trojitom zasklení hmotnosť k zostave, čo vo všeobecnosti zlepšuje zvukovú izoláciu pri stredných a vysokých frekvenciách. Dodatočná dutina však vytvára aj dodatočnú rezonančnú frekvenciu a pri frekvenciách blízkych tejto rezonancii môže byť zvuková izolácia v skutočnosti nižšia pre jednotku s trojitým zasklením ako pre jednotku s dvojitým zasklením s ekvivalentnou celkovou hrúbkou skla.
Na dosiahnutie maximálneho akustického výkonu je najefektívnejším prístupom v IGU použitie tabúľ rôznej hrúbky (asymetrické zasklenie) v dvojitých alebo trojitých konfiguráciách – rôzne rezonančné frekvencie týchto dvoch hrúbok tabúľ zabraňujú koincidencii, ku ktorej dochádza, keď obe tabule rezonujú na rovnakej frekvencii. Jednotka s 6 mm 10 mm dvojitým zasklením s argónom a 32 mm dutinou zvyčajne prekoná konvenčnú 4 mm 4 mm 4 mm jednotku s trojitým zasklením z hľadiska akustickej izolácie, napriek tomu, že má iba dve tabule.
Pri projektoch, kde je hlavným hnacím motorom akustický výkon (budovy v blízkosti ciest, železničných tratí alebo letísk), je špecifikácia akustického skla – vrstveného skla s medzivrstvou, ktorá tlmí vibrácie – v asymetrickej konfigurácii s dvojitým zasklením často efektívnejšia z hľadiska jednotkových nákladov ako trojsklo. Akustické a tepelné požiadavky by sa mali vyhodnotiť oddelene a najlepšie špecifikácie pre každú z nich, namiesto predpokladu, že trojité zasklenie automaticky poskytuje najlepší kombinovaný výkon.
Hmotnosť a štrukturálne dôsledky
Trojsklo je pri rovnakých rozmeroch tabúľ podstatne ťažšie ako dvojsklo. Štandardná jednotka s trojitým zasklením s tromi 4 mm tabuľami a dvoma 16 mm dutinami má celkovú hrúbku približne 44 mm a jednotkovú hmotnosť približne 30 kg/m² pre samotné sklo. Ekvivalentná jednotka s dvojitým zasklením s dvomi 4 mm tabuľami a jednou 16 mm dutinou má hrúbku približne 36 mm a hmotnosť približne 20 kg/m². Tento hmotnostný rozdiel má praktické dôsledky:
Okenné rámy a kovanie musia byť dimenzované na vyššiu hmotnosť jednotiek s trojitým zasklením. Štandardné technické vybavenie s dvojitým zasklením – pánty, kľučky, sklápacie a otočné mechanizmy – zvyčajne nie je vhodné pre jednotky s trojitým zasklením rovnakej veľkosti a musí byť podľa toho špecifikované. To zvyšuje celkové náklady na okná nad rámec prémie za jednotku skla.
Systémy štrukturálneho zasklenia a systémy závesových stien musia brať do úvahy dodatočné vlastné zaťaženie. Vo výškových závesných stenách, kde akumulovaná hmotnosť skla zaťažuje konštrukčný systém v mnohých poschodiach, sa dodatočná hmotnosť trojitého zasklenia na jednotku môže premietnuť do zmysluplných štrukturálnych dôsledkov, ktoré si vyžadujú technické preskúmanie.
Pre veľmi veľké zasklené otvory – bežné v súčasnej komerčnej architektúre – si manipulácia a inštalácia ťažkých jednotiek s trojitým zasklením vyžaduje dodatočné vybavenie a prácu, čo zvyšuje náklady na inštaláciu nad rámec materiálovej prémie.
Prenos svetla
Každá ďalšia sklenená tabuľa znižuje priepustnosť svetla o malé, ale merateľné množstvo. Typická tabuľa z číreho plaveného skla prepúšťa približne 88–90 % viditeľného svetla. Každé rozhranie sklo-vzduch (sklený povrch) absorbuje a odráža malú časť dopadajúceho svetla. Jednotka s trojitým zasklením s tromi čírymi tabuľami má približne o 2–4 % nižšiu priepustnosť viditeľného svetla ako ekvivalentná jednotka s dvojitým zasklením, v závislosti od použitých typov povrchovej úpravy Low-E. V budovách s veľkými zasklenými plochami, kde je denné svetlo primárnou architektonickou hodnotou – maloobchodné prostredie, múzeá, kancelárske budovy s dizajnom denného osvetlenia – môže byť toto zníženie relevantné pre zámer návrhu. Pre obytné okná v severných zemepisných šírkach, kde je žiaduci maximálny zimný solárny zisk, môže znížený koeficient solárneho tepelného zisku (SHGC) trojskla mierne znížiť pasívne solárne vykurovanie, čo do istej miery kompenzuje výhodu tepelnej izolácie.
Keď je trojité zasklenie tou správnou voľbou
Trojité zasklenie je najzreteľnejšie opodstatnené v chladnom podnebí (vykurovanie dennostupňov nad približne 3 000 HDD), kde sú úspory energie na vykurovanie počas životnosti budovy dostatočne veľké na to, aby sa vrátili náklady na prirážku. Severské a severoeurópske trhy (Škandinávia, Fínsko, Nemecko, severné Poľsko) prijali trojité zasklenie ako štandard pre bytovú výstavbu; z tohto dôvodu prostredie nákladov na klímu a energiu spôsobuje, že ekonomika funguje.
Normy pre pasívne domy a budovy s nulovou čistou energiou často vyžadujú trojité zasklenie, pretože hodnotu U celého okna 0,8 W/m²·K alebo vyššiu, ktorú tieto normy špecifikujú, je veľmi ťažké dosiahnuť s dvojitým zasklením, bez ohľadu na povrchovú úpravu a optimalizáciu výplne. Ak sa budova zameriava na špecifickú certifikáciu energetickej hospodárnosti, ktorá vyžaduje hodnotu U okna pod 1,0 W/m²·K, trojité zasklenie je pravdepodobne praktickou cestou k splneniu normy.
Pre komerčné budovy v miernom podnebí (väčšina západnej Európy, mierne kontinentálne podnebie) dosahuje vysokovýkonné dvojité zasklenie s povlakmi Low-E a argónovou výplňou tepelný výkon (Ug ≈ 1,0–1,2 W/m²·K), ktorý spĺňa najnovšie energetické predpisy a prináša dobrú ekonomickú návratnosť. Trojité zasklenie je v týchto súvislostiach niekedy špecifikované z dôvodu prestíže, marketingovej diferenciácie alebo na dosiahnutie budúceho výkonu v porovnaní s čoraz prísnejšími predpismi, ale marginálna úspora energie je v porovnaní s nákladom pri súčasných cenách energie mierna.
V horúcom podnebí (Stredný východ, tropické oblasti) je primárnym problémom zisk slnečného tepla, a nie strata tepla v zime, a koeficient solárneho tepelného zisku (SHGC) a vhodný výber povlaku Low-E sú dôležitejšie ako rozdiel v tepelnej U-hodnote medzi dvojitým a trojitým zasklením. V týchto klimatických podmienkach je vysokovýkonné dvojsklo s reguláciou slnečného žiarenia zvyčajne lepšou investíciou ako trojité zasklenie, ktoré poskytuje minimálnu dodatočnú výhodu pre budovy s prevahou chladenia.
Často kladené otázky
Poskytuje trojité zasklenie vždy lepšiu kontrolu kondenzácie ako dvojsklo?
Áno, v chladnom počasí — ale veľkosť zlepšenia závisí od vnútornej teploty povrchu skla. Kondenzácia sa tvorí na sklenených povrchoch, keď povrchová teplota klesne pod rosný bod vzduchu v interiéri. Trojité zasklenie udržuje vyššiu povrchovú teplotu vnútorného skla ako dvojsklo, pretože má nižšiu hodnotu U, čo znamená, že vnútorný povrch zostáva pri nižších vonkajších teplotách nad rosným bodom. Pre budovy vo veľmi chladnom podnebí, kde je kondenzácia na oknách s dvojitým zasklením praktickým problémom – najmä v interiéroch s vysokou vlhkosťou, ako sú bazény, komerčné kuchyne a silne obývané obytné budovy – poskytuje vyššia povrchová teplota trojskla zmysluplné zníženie kondenzácie. V miernych klimatických podmienkach, kde je vnútorná povrchová teplota dvojitého skla už vysoko nad typickými rosnými bodmi v interiéri, nie je rozdiel v účinnosti kondenzácie prakticky významný.
Môžu byť dvojité a trojité sklá použité na tej istej fasáde budovy?
Áno, a to je bežné v projektoch, kde rôzne orientácie alebo polohy fasád majú rôzne požiadavky na výkon. Zasklenie orientované na juh v chladnom podnebí ťaží z vyššieho koeficientu solárneho tepelného zisku na maximalizáciu pasívneho solárneho zisku, ktorý možno ľahšie dosiahnuť v konfigurácii s dvojitým zasklením s vhodnou vrstvou Low-E ako v jednotke s trojitým zasklením, kde prídavná tabuľa znižuje SHGC. Zasklenie orientované na sever v tej istej budove ťaží viac z tepelnej izolácie trojskla bez zníženia zisku zo slnečného žiarenia. Zmiešané špecifikácie v rámci jednej fasády si vyžadujú starostlivé vypracovanie detailov, aby sa zabezpečilo, že rôzne hrúbky jednotiek sú kompatibilné s hĺbkou drážky zasklievacieho systému rámového systému a musí sa overiť vizuálna jednotnosť farby skla a odrazivosť – rôzne konfigurácie náterov môžu produkovať viditeľné rozdiely vo farbe a odrazivosti medzi jednotkami, ktoré ovplyvňujú vzhľad fasády.
Aká je doba návratnosti pri prechode z dvojitého na trojsklo?
Doba návratnosti závisí od nákladovej prémie za trojité zasklenie oproti dvojitému zaskleniu, miestnych nákladov na energiu, dennostupňov vykurovania na mieste a plochy okien v budove. Ako všeobecné usmernenie pre podnebie severnej Európy s nákladmi na energiu 0,15 – 0,20 EUR/kWh: prechod zo štandardného dvojitého zasklenia (Ug ≈ 2,8) na trojité zasklenie (Ug ≈ 0,7) v dobre izolovanom dome s 30 m² zasklenia môže ušetriť 300 až 500 kW energie za rok na vykurovanie, 400 kW za rok. Ak je prémia za trojité sklo (vrátane rámov a montáže) 3 000 – 6 000 EUR za ten istý dom, jednoduchá doba návratnosti je 30 – 60 rokov, zvyčajne dlhšie ako životnosť okna. Ekonomika sa podstatne zlepšuje pri porovnaní trojitého zasklenia s nízkovýkonným dvojsklom (bez Low-E, bez plynovej náplne) a keď je budova v chladnejšom podnebí s vyšším počtom stupňov vykurovania a vyššími nákladmi na energiu. Vysokovýkonné dvojité zasklenie Low-E má často lepší ekonomický dôvod pre väčšinu projektov s miernym podnebím; trojité zasklenie je opodstatnené tam, kde to vyžaduje stavebná norma alebo kde je podnebie dostatočne chladné na to, aby sa návratnosť posunula do prijateľného rozsahu.
